KR101850556B1 - 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 버퍼층에 적정한 출력의 레이저 광선을 조사하여 버퍼층을 파괴한 후에, 이설 기판에 광디바이스 웨이퍼가 접합된 복합 기판을, 이설 기판으로부터 에피택시 기판을 탈락시키지 않고 반송할 수 있는 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법은, 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 광디바이스층이 적층되고, 복수의 광디바이스가 형성된 광디바이스 영역과 광디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 표면에 갖는 광디바이스 웨이퍼의 상기 광디바이스층을 접합 금속층을 개재하여 이설 기판에 접합한 광디바이스 웨이퍼의 버퍼층을 파괴하는 가공 방법으로서, 에피택시 기판측으로부터 버퍼층에 에피택시 기판에 대해서는 투과성을 가지며 버퍼층에 대해서는 흡수성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하여, 버퍼층을 파괴하는 버퍼층 파괴 공정을 포함하고, 버퍼층 파괴 공정은, 광디바이스 영역에 대응하는 버퍼층을 완전히 파괴하는 제1 레이저 광선 조사 공정과, 외주 잉여 영역에 대응하는 버퍼층을 불완전하게 파괴하는 제2 레이저 광선 조사 공정을 포함한다.
본 발명에 따른 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법은, 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 광디바이스층이 적층되고, 복수의 광디바이스가 형성된 광디바이스 영역과 광디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 표면에 갖는 광디바이스 웨이퍼의 상기 광디바이스층을 접합 금속층을 개재하여 이설 기판에 접합한 광디바이스 웨이퍼의 버퍼층을 파괴하는 가공 방법으로서, 에피택시 기판측으로부터 버퍼층에 에피택시 기판에 대해서는 투과성을 가지며 버퍼층에 대해서는 흡수성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하여, 버퍼층을 파괴하는 버퍼층 파괴 공정을 포함하고, 버퍼층 파괴 공정은, 광디바이스 영역에 대응하는 버퍼층을 완전히 파괴하는 제1 레이저 광선 조사 공정과, 외주 잉여 영역에 대응하는 버퍼층을 불완전하게 파괴하는 제2 레이저 광선 조사 공정을 포함한다.
Description
본 발명은, 사파이어 기판이나 탄화규소 등의 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 n형 반도체층 및 p형 반도체층으로 이루어진 광디바이스층이 적층되고 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등의 광디바이스가 형성된 광디바이스 웨이퍼에서의 광디바이스층을, 이설(移設) 기판으로 이체하는 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.
광디바이스 제조 공정에서는, 대략 원판형상인 사파이어 기판이나 탄화규소 등의 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 n형 반도체층 및 p형 반도체층으로 이루어진 광디바이스층이 적층되고, 광디바이스층에 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등의 광디바이스를 형성하여 광디바이스 웨이퍼를 구성한다. 그리고, 광디바이스 웨이퍼를 스트리트를 따라서 분할함으로써 개개의 광디바이스를 제조하고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
또한, 광디바이스의 휘도를 향상시키는 기술로서, 광디바이스 웨이퍼를 구성하는 사파이어 기판이나 탄화규소 등의 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 적층된 n형 반도체층 및 p형 반도체층으로 이루어진 광디바이스층을, 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 실리콘(Si) 등의 이설 기판을 금(Au), 백금(Pt), 크롬(Cr), 인듐(In), 팔라듐(Pd) 등의 접합 금속층을 개재하여 접합하고, 에피택시 기판의 이면측으로부터 버퍼층에 레이저 광선을 조사(照射)함으로써 에피택시 기판을 박리하여, 광디바이스층을 이설 기판으로 이체하는 리프트오프라고 불리는 제조방법이 하기 특허문헌 2에 개시되어 있다.
이렇게 하여, 레이저 가공 장치에서 버퍼층에 적정한 출력의 레이저 광선을 조사하여 버퍼층을 파괴한 후에, 이설 기판에 접합된 광디바이스 웨이퍼의 에피택시 기판을 박리하여 광디바이스층을 이설 기판으로 이설하기 위해, 이설 기판에 접합된 광디바이스 웨이퍼를 레이저 가공 장치로부터 이체 장치에 반송할 때, 이설 기판으로부터 에피택시 기판이 탈락하여 에피택시 기판 또는 광디바이스층이 적층된 이설 기판이 파손된다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 기술적 과제는, 버퍼층에 적정한 출력의 레이저 광선을 조사하여 버퍼층을 파괴한 후에, 이설 기판에 광디바이스 웨이퍼가 접합된 복합 기판을, 이설 기판으로부터 에피택시 기판을 탈락시키지 않고 반송할 수 있는 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것이다.
상기 주된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면, 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 광디바이스층이 적층되고, 복수의 광디바이스가 형성된 광디바이스 영역과 상기 광디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 표면에 갖는 광디바이스 웨이퍼의 상기 광디바이스층을 접합 금속층을 개재하여 이설 기판에 접합한 광디바이스 웨이퍼의 버퍼층을 파괴하는 가공 방법으로서, 광디바이스 웨이퍼에 접합된 이설 기판측을 레이저 가공 장치의 척 테이블 상에 유지하는 웨이퍼 유지 공정과, 에피택시 기판측으로부터 버퍼층에 에피택시 기판에 대해서는 투과성을 가지며 버퍼층에 대해서는 흡수성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하여, 버퍼층을 파괴하는 버퍼층 파괴 공정을 포함하고, 상기 버퍼층 파괴 공정은, 광디바이스 영역에 대응하는 버퍼층을 완전히 파괴하는 제1 레이저 광선 조사 공정과, 외주 잉여 영역에 대응하는 버퍼층을 불완전하게 파괴하는 제2 레이저 광선 조사 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 제1 레이저 광선 조사 공정에서 조사하는 펄스 레이저 광선은 에너지 밀도가 0.25 J/㎠∼1.0 J/㎠로 설정되고, 상기 제2 레이저 광선 조사 공정에서 조사하는 펄스 레이저 광선은 에너지 밀도가 0.1 J/㎠∼0.15 J/㎠로 설정되어 있다.
또한, 상기 제2 레이저 광선 조사 공정에서 외주 잉여 영역에 대응하는 버퍼층에 조사하는 펄스 레이저 광선의 단위면적당 샷수는, 상기 제1 레이저 광선 조사 공정에서 광디바이스 영역에 대응하는 버퍼층에 조사하는 펄스 레이저 광선의 단위면적당 샷수보다 적게 설정되어 있다.
또한, 상기 외주 잉여 영역에 대응하는 버퍼층을 불완전하게 파괴하는 제2 레이저 광선 조사 공정은, 광디바이스 영역에 대응하는 버퍼층을 완전히 파괴하는 제1 레이저 광선 조사 공정에서 조사되는 펄스 레이저 광선으로부터 전파되는 에너지에 의해 동시에 수행된다.
본 발명에서는, 에피택시 기판측으로부터 버퍼층에 에피택시 기판에 대해서는 투과성을 가지며 버퍼층에 대해서는 흡수성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하여, 버퍼층을 파괴하는 버퍼층 파괴 공정은, 광디바이스 영역에 대응하는 버퍼층을 완전히 파괴하는 제1 레이저 광선 조사 공정과, 외주 잉여 영역에 대응하는 버퍼층을 불완전하게 파괴하는 제2 레이저 광선 조사 공정을 포함하고 있기 때문에, 광디바이스 영역에 대응하는 버퍼층에 의한 에피택시 기판과 광디바이스층의 결합 기능은 완전히 상실되었지만, 외주 잉여 영역에 대응하는 버퍼층에 의한 에피택시 기판과 광디바이스층의 결합 기능의 일부는 유지된 상태이다. 따라서, 제1 레이저 광선 조사 공정 및 제2 레이저 광선 조사 공정을 실시한 후에, 이설 기판에 접합된 광디바이스 웨이퍼의 에피택시 기판을 박리하여 광디바이스층을 이설 기판으로 이설하기 위해, 이설 기판에 접합된 광디바이스 웨이퍼를 레이저 가공 장치로부터 이체 장치에 반송할 때, 이설 기판으로부터 에피택시 기판이 탈락하여 에피택시 기판 또는 광디바이스층이 적층된 이설 기판이 파손된다고 하는 문제가 해소된다.
도 1은 본 발명에 의한 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 사시도.
도 2는 도 1에 나타내는 레이저 가공 장치에 장비되는 레이저 광선 조사 수단의 블록 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 의해 가공되는 광디바이스 웨이퍼의 사시도 및 주요부를 확대하여 나타내는 단면도.
도 4는 도 3에 나타내는 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층의 표면에 이설 기판을 접합하는 이설 기판 접합 공정의 설명도.
도 5는 링형의 프레임에 장착된 다이싱 테이프의 표면에 광디바이스 웨이퍼에 접합된 이설 기판측을 점착한 상태를 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명에 의한 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에서의 제1 레이저 광선 조사 공정의 설명도.
도 7은 본 발명에 의한 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에서의 제2 레이저 광선 조사 공정의 설명도.
도 8은 본 발명에 의한 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에서의 제2 레이저 광선 조사 공정의 다른 실시형태를 나타내는 설명도.
도 9는 본 발명에 의한 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에서의 광디바이스층 이체 공정의 설명도.
도 2는 도 1에 나타내는 레이저 가공 장치에 장비되는 레이저 광선 조사 수단의 블록 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 의해 가공되는 광디바이스 웨이퍼의 사시도 및 주요부를 확대하여 나타내는 단면도.
도 4는 도 3에 나타내는 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층의 표면에 이설 기판을 접합하는 이설 기판 접합 공정의 설명도.
도 5는 링형의 프레임에 장착된 다이싱 테이프의 표면에 광디바이스 웨이퍼에 접합된 이설 기판측을 점착한 상태를 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명에 의한 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에서의 제1 레이저 광선 조사 공정의 설명도.
도 7은 본 발명에 의한 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에서의 제2 레이저 광선 조사 공정의 설명도.
도 8은 본 발명에 의한 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에서의 제2 레이저 광선 조사 공정의 다른 실시형태를 나타내는 설명도.
도 9는 본 발명에 의한 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에서의 광디바이스층 이체 공정의 설명도.
이하, 본 발명에 의한 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법의 바람직한 실시형태에 관해, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에는, 본 발명에 의한 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 사시도가 도시되어 있다. 도 1에 나타내는 레이저 가공 장치(1)는, 정지(靜止) 베이스(2)와, 상기 정지 베이스(2)에 화살표 X로 나타내는 가공 이송 방향(X축 방향)으로 이동 가능하게 배치되어 피가공물을 유지하는 척 테이블 기구(3)와, 정지 베이스(2)에 상기 X축 방향과 직교하는 화살표 Y로 나타내는 인덱싱 이송 방향(Y축 방향)으로 이동 가능하게 배치된 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구(4)와, 상기 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구(4)에 화살표 Z로 나타내는 집광점 위치 조정 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하게 배치된 레이저 광선 조사 유닛(5)을 구비하고 있다.
상기 척 테이블 기구(3)는, 정지 베이스(2) 상에 X축 방향을 따라서 평행하게 배치된 한 쌍의 안내 레일(31, 31)과, 상기 안내 레일(31, 31) 상에 X축 방향으로 이동 가능하게 배치된 제1 슬라이딩 블록(32)과, 상기 제1 슬라이딩 블록(32) 상에 화살표 Y로 나타내는 인덱싱 이송 방향으로 이동 가능하게 배치된 제2 슬라이딩 블록(33)과, 상기 제2 슬라이딩 블록(33) 상에 원통 부재(34)에 의해 지지된 커버 테이블(35)과, 피가공물 유지 수단으로서의 척 테이블(36)을 구비하고 있다. 이 척 테이블(36)은 다공성 재료로 형성된 흡착 척(361)을 구비하고 있고, 흡착 척(361)의 상면(유지면)에 피가공물인 예컨대 원반형의 반도체 웨이퍼를 도시하지 않은 흡인 수단에 의해 유지하도록 되어 있다. 이와 같이 구성된 척 테이블(36)은, 원통 부재(34) 내에 배치된 도시하지 않은 펄스 모터에 의해 회전된다. 또한, 척 테이블(36)에는, 후술하는 링형의 프레임을 고정하기 위한 클램프(362)가 배치되어 있다.
상기 제1 슬라이딩 블록(32)은, 그 하면에 상기 한 쌍의 안내 레일(31, 31)과 감합되는 한 쌍의 피안내 홈(321, 321)이 마련되어 있고, 그 상면에 Y축 방향을 따라서 평행하게 형성된 한 쌍의 안내 레일(322, 322)이 마련되어 있다. 이와 같이 구성된 제1 슬라이딩 블록(32)은, 피안내 홈(321, 321)이 한 쌍의 안내 레일(31, 31)에 감합됨으로써, 한 쌍의 안내 레일(31, 31)을 따라서 X축 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 도시한 실시형태에서의 척 테이블 기구(3)는, 제1 슬라이딩 블록(32)을 한 쌍의 안내 레일(31, 31)을 따라서 X축 방향으로 이동시키기 위한 가공 이송 수단(37)을 구비하고 있다. 가공 이송 수단(37)은, 상기 한 쌍의 안내 레일(31과 31) 사이에 평행하게 배치된 수나사 로드(371)와, 상기 수나사 로드(371)를 회전 구동하기 위한 펄스 모터(372) 등의 구동원을 포함하고 있다. 수나사 로드(371)는, 그 일단이 상기 정지 베이스(2)에 고정된 베어링 블록(373)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 타단이 상기 펄스 모터(372)의 출력축에 전동(傳動) 연결되어 있다. 또한, 수나사 로드(371)는, 제1 슬라이딩 블록(32)의 중앙부 하면에 돌출되게 마련된 도시하지 않은 암나사 블록에 형성된 관통 암나사 구멍에 나사 결합되어 있다. 따라서, 펄스 모터(372)에 의해 수나사 로드(371)를 정회전 및 역회전 구동함으로써, 제1 슬라이딩 블록(32)은 안내 레일(31, 31)을 따라서 X축 방향으로 이동된다.
상기 제2 슬라이딩 블록(33)은, 그 하면에 상기 제1 슬라이딩 블록(32)의 상면에 마련된 한 쌍의 안내 레일(322, 322)과 감합되는 한 쌍의 피안내 홈(331, 331)이 마련되어 있고, 이 피안내 홈(331, 331)을 한 쌍의 안내 레일(322, 322)에 감합함으로써, 화살표 Y로 나타내는 인덱싱 이송 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 도시한 실시형태에서의 척 테이블 기구(3)는, 제2 슬라이딩 블록(33)을 제1 슬라이딩 블록(32)에 마련된 한 쌍의 안내 레일(322, 322)을 따라서 Y축 방향으로 이동시키기 위한 제1 인덱스 이송 수단(38)을 구비하고 있다. 제1 인덱스 이송 수단(38)은, 상기 한 쌍의 안내 레일(322와 322)의 사이에 평행하게 배치된 수나사 로드(381)와, 상기 수나사 로드(381)를 회전 구동하기 위한 펄스 모터(382) 등의 구동원을 포함하고 있다. 수나사 로드(381)는, 그 일단이 상기 제1 슬라이딩 블록(32)의 상면에 고정된 베어링 블록(383)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 타단이 상기 펄스 모터(382)의 출력축에 전동 연결되어 있다. 또한, 수나사 로드(381)는, 제2 슬라이딩 블록(33)의 중앙부 하면에 돌출되게 마련된 도시하지 않은 암나사 블록에 형성된 관통 암나사 구멍에 나사 결합되어 있다. 따라서, 펄스 모터(382)에 의해 수나사 로드(381)를 정회전 및 역회전 구동함으로써, 제2 슬라이딩 블록(33)은 안내 레일(322, 322)을 따라서 Y축 방향으로 이동된다.
상기 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구(4)는, 정지 베이스(2) 상에 화살표 Y로 나타내는 인덱싱 이송 방향을 따라서 평행하게 배치된 한 쌍의 안내 레일(41, 41)과, 상기 안내 레일(41, 41) 상에 Y축 방향으로 이동 가능하게 배치된 가동 지지 베이스(42)를 구비하고 있다. 이 가동 지지 베이스(42)는, 안내 레일(41, 41) 상에 이동 가능하게 배치된 이동 지지부(421)와, 상기 이동 지지부(421)에 부착된 장착부(422)를 포함하고 있다. 장착부(422)는, 한쪽 측면에 Z축 방향으로 연장되는 한 쌍의 안내 레일(423, 423)이 평행하게 마련되어 있다. 도시한 실시형태에서의 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구(4)는, 가동 지지 베이스(42)를 한 쌍의 안내 레일(41, 41)을 따라서 Y축 방향으로 이동시키기 위한 제2 인덱스 이송 수단(43)을 구비하고 있다. 제2 인덱스 이송 수단(43)은, 상기 한 쌍의 안내 레일(41, 41) 사이에 평행하게 배치된 수나사 로드(431)와, 상기 수나사 로드(431)를 회전 구동하기 위한 펄스 모터(432) 등의 구동원을 포함하고 있다. 수나사 로드(431)는, 그 일단이 상기 정지 베이스(2)에 고정된 도시하지 않은 베어링 블록에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 타단이 상기 펄스 모터(432)의 출력축에 전동 연결되어 있다. 또한, 수나사 로드(431)는, 가동 지지 베이스(42)를 구성하는 이동 지지부(421)의 중앙부 하면에 돌출되게 마련된 도시하지 않은 암나사 블록에 형성된 암나사 구멍에 나사 결합되어 있다. 이 때문에, 펄스 모터(432)에 의해 수나사 로드(431)를 정회전 및 역회전 구동함으로써, 가동 지지 베이스(42)는 안내 레일(41, 41)을 따라서 Y축 방향으로 이동된다.
레이저 광선 조사 유닛(5)은, 유닛 홀더(51)와, 상기 유닛 홀더(51)에 부착된 레이저 광선 조사 수단(6)을 구비하고 있다. 유닛 홀더(51)는, 상기 장착부(422)에 마련된 한 쌍의 안내 레일(423, 423)에 슬라이딩 이동 가능하게 감합되는 한 쌍의 피안내 홈(511, 511)이 마련되어 있고, 이 피안내 홈(511, 511)을 상기 안내 레일(423, 423)에 감합함으로써, Z축 방향으로 이동 가능하게 지지된다.
레이저 광선 조사 유닛(5)은, 유닛 홀더(51)를 한 쌍의 안내 레일(423, 423)을 따라서 Z축 방향으로 이동시키기 위한 집광점 위치 조정 수단(53)을 구비하고 있다. 집광점 위치 조정 수단(53)은, 한 쌍의 안내 레일(423, 423)의 사이에 배치된 수나사 로드(도시하지 않음)와, 상기 수나사 로드를 회전 구동하기 위한 펄스 모터(532) 등의 구동원을 포함하고 있고, 펄스 모터(532)에 의해 도시하지 않은 수나사 로드를 정회전 및 역회전 구동함으로써, 유닛 홀더(51) 및 레이저 광선 조사 수단(6)을 안내 레일(423, 423)을 따라서 Z축 방향으로 이동시킨다. 또한, 도시한 실시형태에서는 펄스 모터(532)를 정회전 구동함으로써 레이저 광선 조사 수단(6)을 위쪽으로 이동시키고, 펄스 모터(532)를 역회전 구동함으로써 레이저 광선 조사 수단(6)을 아래쪽으로 이동시키도록 되어 있다.
레이저 광선 조사 수단(6)은, 상기 유닛 홀더(51)에 고정되어 실질적으로 수평으로 연장되어 나온 원통형상의 케이싱(61)을 포함하고 있다. 이 레이저 광선 조사 수단(6)에 관해서, 도 2를 참조하여 설명한다.
도시한 레이저 광선 조사 수단(6)은, 상기 케이싱(61) 내에 배치된 펄스 레이저 광선 발진 수단(62)과, 상기 펄스 레이저 광선 발진 수단(62)에 의해 발진된 펄스 레이저 광선의 출력을 조정하는 출력 조정 수단(63)과, 상기 출력 조정 수단(63)에 의해 출력이 조정된 펄스 레이저 광선을 상기 척 테이블(36)의 유지면에 유지된 피가공물(W)에 조사하는 집광기(64)를 구비하고 있다.
상기 펄스 레이저 광선 발진 수단(62)은, 예컨대 파장이 266 ㎚인 펄스 레이저 광선을 발진하는 펄스 레이저 광선 발진기(621)와, 펄스 레이저 광선 발진기(621)가 발진하는 펄스 레이저 광선의 반복 주파수를 설정하는 반복 주파수 설정 수단(622)과, 펄스 레이저 광선 발진기(621)가 발진하는 펄스 레이저 광선의 펄스폭을 조정하는 펄스폭 조정 수단(623)으로 구성되어 있다. 상기 출력 조정 수단(63)은, 펄스 레이저 광선 발진 수단(62)으로부터 발진된 펄스 레이저 광선의 출력을 소정의 출력으로 조정한다. 상기한 펄스 레이저 광선 발진 수단(62)의 펄스 레이저 광선 발진기(621), 반복 주파수 설정 수단(622), 펄스폭 조정 수단(623) 및 출력 조정 수단(63)은, 도시하지 않은 제어 수단에 의해 제어된다.
상기 집광기(64)는, 펄스 레이저 광선 발진 수단(62)으로부터 발진되어 출력 조정 수단(63)에 의해 출력이 조정된 펄스 레이저 광선을 척 테이블(36)의 유지면을 향해서 방향 변환하는 방향 변환 미러(641)와, 상기 방향 변환 미러(641)에 의해 방향 변환된 펄스 레이저 광선을 집광하여 척 테이블(36)에 유지된 피가공물(W)에 조사하는 집광 렌즈(642)를 구비하고 있다. 이와 같이 구성된 집광기(64)는, 도 1에 나타낸 바와 같이 케이싱(61)의 선단에 장착된다.
도 1로 되돌아가 설명을 계속하면, 도시한 레이저 가공 장치(1)는, 케이싱(61)의 전방 단부에 배치되며 상기 레이저 광선 조사 수단(6)에 의해 레이저 가공해야 할 가공 영역을 촬상하는 얼라인먼트 수단(7)을 구비하고 있다. 이 얼라인먼트 수단(7)은, 현미경이나 CCD 카메라 등의 광학 수단을 포함하고 있고, 촬상한 화상 신호를 도시하지 않은 제어 수단으로 보낸다.
도시한 레이저 가공 장치(1)는 이상과 같이 구성되어 있고, 이하 그 작용에 관해 설명한다.
도 3의 (a) 및 (b)에는, 전술한 레이저 가공 장치(1)에 의해 가공되는 광디바이스 웨이퍼의 사시도 및 주요부 확대 단면도가 도시되어 있다. 도 3의 (a) 및 (b)에 나타내는 광디바이스 웨이퍼(10)는, 직경이 50 ㎜이고 두께가 600 ㎛인 원판형상의 사파이어 기판으로 이루어진 에피택시 기판(11)의 표면(11a)에 n형 질화갈륨 반도체층(121) 및 p형 질화갈륨 반도체층(122)으로 이루어진 광디바이스층(12)이 에피택셜 성장법에 의해 형성되어 있다. 또한, 에피택시 기판(11)의 표면에 에피택셜 성장법에 의해 n형 질화갈륨 반도체층(121) 및 p형 질화갈륨 반도체층(122)으로 이루어진 광디바이스층(12)을 적층할 때, 에피택시 기판(11)의 표면(11a)과 광디바이스층(12)을 형성하는 n형 질화갈륨 반도체층(121)의 사이에는 질화갈륨(GaN)으로 이루어진 두께가 예컨대 1 ㎛인 버퍼층(13)이 형성된다. 이와 같이 구성된 광디바이스 웨이퍼(10)는, 도시한 실시형태에서는 광디바이스층(12)의 두께가 예컨대 10 ㎛로 형성되어 있다. 또한, 광디바이스층(12)은, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이 격자형으로 형성된 복수의 스트리트(123)에 의해 구획된 복수의 영역에 광디바이스(124)가 형성되어 있다. 이와 같이 구성된 광디바이스 웨이퍼(10)는, 광디바이스(124)가 형성되어 있는 광디바이스 영역(120A)과, 상기 디바이스 영역(120A)을 둘러싸는 외주 잉여 영역(120B)을 구비하고 있다.
전술한 바와 같이 광디바이스 웨이퍼(10)에서의 에피택시 기판(11)을 광디바이스층(12)으로부터 박리하여 이설 기판으로 이체하기 위해서는, 광디바이스층(12)의 표면(12a)에 이설 기판을 접합하는 이설 기판 접합 공정을 실시한다. 즉, 도 4의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 광디바이스 웨이퍼(10)를 구성하는 에피택시 기판(11)의 표면(11a)에 형성된 광디바이스층(12)의 표면(12a)에, 두께가 1 ㎜인 구리 기판으로 이루어진 이설 기판(15)을 주석으로 이루어진 접합 금속층(16)을 개재하여 접합한다. 한편, 이설 기판(15)으로는 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si) 등을 이용할 수 있고, 또한 접합 금속층(16)을 형성하는 접합 금속으로는 금(Au), 백금(Pt), 크롬(Cr), 인듐(In), 팔라듐(Pd) 등을 이용할 수 있다. 이 이설 기판 접합 공정은, 에피택시 기판(11)의 표면(11a)에 형성된 광디바이스층(12)의 표면(12a) 또는 이설 기판(15)의 표면(15a)에 상기 접합 금속을 증착하여 두께가 3 ㎛ 정도인 접합 금속층(16)을 형성하고, 이 접합 금속층(16)과 이설 기판(15)의 표면(15a) 또는 광디바이스층(12)의 표면(12a)을 대면시켜 압착함으로써, 광디바이스 웨이퍼(10)를 구성하는 광디바이스층(12)의 표면(12a)에 이설 기판(15)의 표면(15a)을 접합 금속층(16)을 개재하여 접합할 수 있다.
다음으로, 전술한 레이저 가공 장치(1)를 이용하여 상기 에피택시 기판(11)의 이면측으로부터 버퍼층(13)에 레이저 광선을 조사함으로써 버퍼층(13)을 파괴하는 버퍼층 파괴 공정에 관해 설명한다. 상기 버퍼층 파괴 공정을 실시하기 위해서는, 우선 도 5에 나타낸 바와 같이 링형의 프레임(F)에 장착된 다이싱 테이프(T)의 표면에 광디바이스 웨이퍼(10)에 접합된 이설 기판(15)측을 점착한다(광디바이스 웨이퍼 지지 공정). 따라서, 다이싱 테이프(T)의 표면에 점착된 이설 기판(15)이 접합되어 있는 광디바이스 웨이퍼(10)의 에피택시 기판(11)의 이면(11b)이 상측이 된다.
전술한 웨이퍼 지지 공정을 실시했다면, 도 1에 나타내는 레이저 가공 장치(1)의 척 테이블(36) 상에 광디바이스 웨이퍼(10)를 구성하는 에피택시 기판(11)에 접합된 이설 기판(15)이 점착되어 있는 다이싱 테이프(T)측을 배치하고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동하여 척 테이블(36) 상에 다이싱 테이프(T)를 개재하여 광디바이스 웨이퍼(10)를 흡인 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 척 테이블(36) 상에 유지된 광디바이스 웨이퍼(10)는, 에피택시 기판(11)의 이면(11b)이 상측이 된다. 그리고, 다이싱 테이프(T)가 장착된 링형의 프레임(F)을 척 테이블(36)에 배치된 클램프(362)에 의해 고정한다.
전술한 바와 같이 웨이퍼 유지 공정을 실시했다면, 상기 에피택시 기판(11)의 이면(11b)(상면)측으로부터 버퍼층(13)에 사파이어에 대해서는 투과성을 가지며 질화갈륨(GaN)에 대해서는 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하여, 버퍼층(13)을 파괴하는 버퍼층 파괴 공정을 실시한다. 이 버퍼층 파괴 공정은, 광디바이스 영역(120A)에 대응하는 버퍼층(13)을 완전히 파괴하는 제1 레이저 광선 조사 공정과, 외주 잉여 영역(120B)에 대응하는 버퍼층(13)을 불완전하게 파괴하는 제2 레이저 광선 조사 공정을 포함하고 있다.
상기 버퍼층 파괴 공정에서의 제1 레이저 광선 조사 공정에 관해, 도 6을 참조하여 설명한다. 광디바이스 영역(120A)에 대응하는 버퍼층(13)을 완전히 파괴하는 제1 레이저 광선 조사 공정은, 척 테이블(36)을 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이 레이저 광선 조사 수단(6)의 집광기(64)가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시켜, 광디바이스 영역(120A)의 일단(120A1)을 레이저 광선 조사 수단(6)의 집광기(64)의 바로 아래에 위치시킨다. 그리고, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이 집광기(64)로부터 조사하는 펄스 레이저 광선의 버퍼층(13)의 상면에서의 스폿의 스폿 직경을 30 ㎛로 설정한다. 이 스폿 직경은, 집광 스폿 직경이어도 좋고, 디포커스에 의한 스폿 직경이어도 좋다. 다음으로, 펄스 레이저 광선 발진 수단(62)을 작동하여 집광기(64)로부터 펄스 레이저 광선을 조사하면서 척 테이블(36)을 도 6의 (a)에서 화살표 X1로 나타내는 방향으로 소정의 가공 이송 속도로 이동시킨다. 그리고, 레이저 광선 조사 수단(6)의 집광기(64)의 조사 위치에 광디바이스 영역(120A)의 타단(120A2)이 도달하면, 펄스 레이저 광선의 조사를 정지(停止)하고 척 테이블(36)의 이동을 정지한다(제1 레이저 광선 조사 공정). 이 제1 레이저 광선 조사 공정을 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이 광디바이스 영역(120A)에 대응하는 버퍼층(13)에 실시한다. 그 결과, 광디바이스 영역(120A)에 대응하는 버퍼층(13)이 완전 파괴되어, 광디바이스 영역(120A)에 대응하는 버퍼층(13)에 의한 에피택시 기판(11)과 광디바이스층(12)의 결합 기능이 상실된다.
상기 제1 레이저 광선 조사 공정에서의 가공 조건은, 예컨대 다음과 같이 설정되어 있다.
광원 : YAG 펄스 레이저
파장 : 266 ㎚
평균 출력 : 0.09 W∼0.35 W
반복 주파수 : 50 kHz
펄스폭 : 100 ps
스폿 직경 : φ30 ㎛
에너지 밀도 : 0.25 J/㎠∼1.0 J/㎠
가공 이송 속도 : 600 ㎜/초
또한, 버퍼층(13)을 파괴하는 제1 레이저 광선 조사 공정은, 집광기(64)를 광디바이스 영역(120A)의 일단(120A1)에 위치시키고, 제1 유지 수단(91)을 회전시키면서 집광기(64)를 중심을 향해 이동시킴으로써 광디바이스 영역(120A)에 대응하는 버퍼층(13)의 전면(全面)에 레이저 광선을 조사하며, 광디바이스 영역(120A)에 대응하는 버퍼층(13)을 파괴하여 버퍼층(13)에 의한 에피택시 기판(11)과 광디바이스층(12)의 결합 기능을 상실시켜도 좋다.
다음으로, 상기 버퍼층 파괴 공정에서의 제2 레이저 광선 조사 공정에 관해, 도 7을 참조하여 설명한다. 제2 레이저 광선 조사 공정은, 척 테이블(36)을 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이 레이저 광선 조사 수단(6)의 집광기(64)가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시키고, 외주 잉여 영역(120B)의 일단(120B1)을 레이저 광선 조사 수단(6)의 집광기(64)의 바로 아래에 위치시킨다. 그리고, 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이 집광기(64)로부터 조사하는 펄스 레이저 광선의 버퍼층(13)의 상면에서의 스폿의 스폿 직경을 30 ㎛로 설정한다. 이 스폿 직경은, 집광 스폿 직경이어도 좋고, 디포커스에 의한 스폿 직경이어도 좋다. 다음으로, 펄스 레이저 광선 발진 수단(62)을 작동하여 집광기(64)로부터 펄스 레이저 광선을 조사하면서 척 테이블(36)을 도 7의 (a)에서 화살표 X1로 나타내는 방향으로 소정의 가공 이송 속도로 이동시킨다. 그리고, 레이저 광선 조사 수단(6)의 집광기(64)의 조사 위치에 외주 잉여 영역(120B)과 광디바이스 영역(120A)의 경계부(120A1)가 도달하면, 펄스 레이저 광선의 조사를 일시 정지한다. 또한, 척 테이블(36)이 화살표 X1로 나타내는 방향으로 이동하여, 레이저 광선 조사 수단(6)의 집광기(64)의 조사 위치에 광디바이스 영역(120A)과 외주 잉여 영역(120B)의 경계부(120A2)가 도달하면 펄스 레이저 광선을 조사하고, 레이저 광선 조사 수단(6)의 집광기(64)의 조사 위치에 외주 잉여 영역(120B)의 타단(120B2)이 도달하면, 펄스 레이저 광선의 조사를 정지하며 척 테이블(36)의 이동을 정지한다(제2 레이저 광선 조사 공정). 이 제2 레이저 광선 조사 공정을 도 7의 (c)에 나타낸 바와 같이 외주 잉여 영역(120B)에 대응하는 버퍼층(13)에 실시한다. 그 결과, 외주 잉여 영역(120B)에 대응하는 버퍼층(13)이 불완전 파괴되어, 외주 잉여 영역(120B)에 대응하는 버퍼층(13)에 의한 에피택시 기판(11)과 광디바이스층(12)의 결합 기능의 대부분이 상실되지만 결합 기능의 일부가 유지된 상태가 된다.
상기 제2 레이저 광선 조사 공정에서의 가공 조건은, 예컨대 다음과 같이 설정되어 있다.
광원 : YAG 펄스 레이저
파장 : 266 ㎚
평균 출력 : 0.035 W∼0.05 W
반복 주파수 : 50 kHz
펄스폭 : 100 ps
스폿 직경 : φ30 ㎛
에너지 밀도 : 0.1 J/㎠∼0.15 J/㎠
가공 이송 속도 : 600 ㎜/초
또한, 버퍼층(13)을 파괴하는 제2 레이저 광선 조사 공정은, 집광기(64)를 외주 잉여 영역(120B)의 일단(120B1)에 위치시키고, 제1 유지 수단(91)을 회전시키면서 집광기(64)를 외주 잉여 영역(120B)과 광디바이스 영역(120A)의 경계부(120A1)를 향해서 이동시킴으로써 외주 잉여 영역(120B)에 대응하는 버퍼층(13)의 전면에 레이저 광선을 조사하여, 외주 잉여 영역(120B)에 대응하는 버퍼층(13)을 불완전 파괴시켜도 좋다.
다음으로, 외주 잉여 영역(120B)에 대응하는 버퍼층(13)을 불완전하게 파괴하는 제2 레이저 광선 조사 공정의 다른 실시형태에 관해, 도 8의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명한다. 도 8의 (a) 및 (b)에 나타내는 제2 레이저 광선 조사 공정은, 외주 잉여 영역(120B)에 대응하는 버퍼층(13)에 조사하는 펄스 레이저 광선의 스폿 간격(Gb)을 상기 제1 레이저 광선 조사 공정에서 광디바이스 영역(120A)에 대응하는 버퍼층(13)에 조사하는 펄스 레이저 광선의 스폿 간격(Ga)보다 크게 하고, 외주 잉여 영역(120B)에 대응하는 버퍼층(13)에 조사하는 펄스 레이저 광선의 단위면적당 샷수를 적게 한 것이다. 예컨대 제2 레이저 광선 조사 공정의 가공 조건으로서, 상기 제1 레이저 광선 조사 공정의 가공 조건에서의 가공 이송 속도를 600 ㎜/초보다 빠르게 함으로써 외주 잉여 영역(120B)에 대응하는 버퍼층(13)에 조사하는 펄스 레이저 광선의 스폿 간격을 크게 할 수 있다.
전술한 버퍼층 파괴 공정에서 조사되는 펄스 레이저 광선은, 제1 레이저 광선 조사 공정에서의 에너지 밀도를 0.25 J/㎠∼1.0 J/㎠로 설정하고, 제2 레이저 광선 조사 공정에서의 에너지 밀도를 0.1 J/㎠∼0.15 J/㎠로 설정하는 것이 바람직하다. 이 에너지 밀도는, 펄스 레이저 광선의 평균 출력을 반복 주파수로 나누고 다시 스폿의 면적으로 나눈 것이기 때문에, 펄스 레이저 광선의 평균 출력과 반복 주파수 및 스폿 직경을 적절하게 조합함으로써 상기 값으로 설정할 수 있다.
한편, 전술한 버퍼층 파괴 공정에서의 외주 잉여 영역에 대응하는 버퍼층을 불완전하게 파괴하는 제2 레이저 광선 조사 공정은, 광디바이스 영역에 대응하는 버퍼층을 완전히 파괴하는 제1 레이저 광선 조사 공정에서 조사되는 펄스 레이저 광선으로부터 전파되는 에너지에 의해 동시에 수행하도록 해도 좋다. 이 경우, 제1 레이저 광선 조사 공정은, 펄스 레이저 광선의 조사 개시 위치를 외주 잉여 영역의 최외주로부터 예컨대 35 ㎛ 내측에 설정하여 실시한다. 그 결과, 펄스 레이저 광선의 스폿 직경을 30 ㎛로 하면, 외주 잉여 영역에 대응하는 버퍼층은 최외주로부터 예컨대 20 ㎛ 내측까지는 조사되는 펄스 레이저 광선의 스폿에 의해 완전 파괴되고, 외주 잉여 영역에 대응하는 버퍼층의 최외주측의 예컨대 20 ㎛의 범위는 조사된 펄스 레이저 광선으로부터 전파되는 에너지에 의해 불완전한 파괴 상태가 된다.
전술한 제1 레이저 광선 조사 공정 및 제2 레이저 광선 조사 공정을 포함하는 버퍼층 파괴 공정을 실시했다면, 에피택시 기판(11)을 광디바이스층(12)으로부터 박리하여 광디바이스층(12)을 이설 기판(15)으로 이설하는 광디바이스층 이체 공정을 실시한다. 이 광디바이스층 이체 공정은, 도 9의 (a) 및 (b)에 나타내는 이체 장치(9)를 이용하여 실시한다. 도 9의 (a) 및 (b)에 나타내는 이체 장치(9)는, 상기 다이싱 테이프(T)의 표면에 점착된 이설 기판(15)이 접합되어 있는 광디바이스 웨이퍼(10)를 유지하는 제1 유지 수단(91)과, 제1 유지 수단(91) 상에서 이설 기판(15)이 접합되어 있는 광디바이스 웨이퍼(10)의 에피택시 기판(11)측을 유지하는 제2 유지 수단(92)을 구비하고 있다. 제1 유지 수단(91)은, 상면인 유지면 상에 다이싱 테이프(T)의 표면에 점착된 이설 기판(15)이 접합되어 있는 광디바이스 웨이퍼(10)를 흡인 유지하도록 구성되어 있다. 또한, 제1 유지 수단(91)은, 도시하지 않은 회전 구동 기구에 의해 회동되도록 되어 있다. 제2 유지 수단(92)은, 흡인 유지 패드(93)와, 상기 흡인 유지 패드(93)를 지지하는 지지축부(94)를 구비하고 있다. 흡인 유지 패드(93)는, 원반형의 베이스(931)와 패드(932)를 포함하고 있다. 베이스(931)는 적절한 금속재로 구성되며, 그 상면 중앙부에 지지축부(94)가 돌출되게 마련되어 있다. 흡인 유지 패드(93)를 구성하는 베이스(931)는, 아래쪽이 개방된 원형의 오목부(931a)를 구비하고 있다. 이 오목부(931a)에 다공성의 세라믹스 부재에 의해 원반형으로 형성된 패드(932)가 감합되어 있다. 이와 같이 하여 베이스(931)의 오목부(931a)에 감합된 패드(932)의 하면인 유지면은, 상기 제1 유지 수단(91)의 상면인 유지면과 대향하도록 배치된다. 흡인 유지 패드(93)를 구성하는 베이스(931)에 형성된 원형의 오목부(931a)는, 지지축부(94)에 마련된 흡인 통로(94a)를 통해 도시하지 않은 흡인 수단에 연통되어 있다. 따라서, 도시하지 않은 흡인 수단이 작동하면, 흡인 통로(94a), 베이스(931)의 오목부(931a)를 통해 패드(932)의 하면인 유지면에 부압(負壓)이 작용되어, 상기 패드(932)의 하면인 유지면에 광디바이스 웨이퍼(10)의 후술하는 에피택시 기판을 흡인 유지할 수 있다.
이상과 같이 구성된 제2 유지 수단(92)은, 도 9의 (a) 및 (b)에서의 상하 방향으로 이동 가능한 분리 수단(95)에 연결되어 있다. 이 분리 수단(95)은, 도시한 실시형태에서는 에어 실린더 기구로 이루어지고, 그 피스톤 로드(951)가 제2 유지 수단(92)을 구성하는 지지축부(94)에 연결되어 있다. 이와 같이 구성된 분리 수단(95)은, 제2 유지 수단(92)을 제1 유지 수단(91)의 상측에 위치시켜 하강 및 상승시킴으로써, 제2 유지 수단(92)과 제1 유지 수단(91)을 상대적으로 근접 및 이반시키는 방향으로 이동시킨다.
전술한 이체 장치(9)를 이용하여 광디바이스층 이체 공정을 실시하기 위해서는, 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이 이체 장치(9)의 제1 유지 수단(91) 상에 전술한 광디바이스 웨이퍼(10)를 구성하는 에피택시 기판(11)에 접합된 이설 기판(15)이 점착되어 있는 다이싱 테이프(T)측을 배치하고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동하여 제1 유지 수단(91) 상에 다이싱 테이프(T)를 통해 광디바이스 웨이퍼(10)를 흡인 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 제1 유지 수단(91) 상에 유지된 광디바이스 웨이퍼(10)는, 에피택시 기판(11)의 이면(11b)이 상측이 된다. 그리고, 다이싱 테이프(T)가 장착된 링형의 프레임(F)을 제1 유지 수단(91)에 배치된 도시하지 않은 클램프에 의해 고정한다. 다음으로, 에어 실린더 기구로 이루어진 분리 수단(95)을 작동하여 제2 유지 수단(92)을 하강시켜, 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이 흡인 유지 패드(93)를 구성하는 패드(932)의 하면인 유지면을 제1 유지 수단(91)에 흡인 유지되어 있는 광디바이스 웨이퍼(10)를 형성하는 에피택시 기판(11)의 이면(11b)인 상면에 접촉시킨다. 그리고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써, 흡인 유지 패드(93)를 구성하는 패드(932)의 하면인 유지면에 에피택시 기판(11)의 이면(11b)인 상면을 흡인 유지한다. 따라서, 이설 기판(15)이 다이싱 테이프(T)를 통해 제1 유지 수단(91)에 흡인 유지되고, 에피택시 기판(11)이 제2 유지 수단(92)에 흡인 유지되게 된다. 다음으로, 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이 제1 유지 수단(91)을 회전 구동하는 도시하지 않은 회전 구동 기구를 작동하여 제1 유지 수단(91)을 화살표 91a로 나타내는 방향으로 소정 각도 회동시킨다. 그 결과, 전술한 바와 같이 불완전하게 파괴된 외주 잉여 영역(120B)에 대응하는 버퍼층(13)이 완전 파괴된다. 이와 같이 외주 잉여 영역(120B)에 대응하는 버퍼층(13)이 파괴되었다면, 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이 에어 실린더 기구로 이루어진 분리 수단(95)을 작동하여 제2 유지 수단(92)을 상승시킨다. 그 결과, 에피택시 기판(11)은 제2 유지 수단(92)의 흡인 유지 패드(93)를 구성하는 패드(932)의 하면에 흡인 유지된 상태로 광디바이스층(12)으로부터 박리되어, 광디바이스층(12)은 이설 기판(15)으로 이설된다(광디바이스층 이체 공정).
전술한 바와 같이 본 발명에 의한 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에서는, 광디바이스 영역(120A)에 대응하는 버퍼층(13)을 완전히 파괴하는 제1 레이저 광선 조사 공정과, 외주 잉여 영역(120B)에 대응하는 버퍼층(13)을 불완전하게 파괴하는 제2 레이저 광선 조사 공정을 실시함으로써, 광디바이스 영역(120A)에 대응하는 버퍼층(13)에 의한 에피택시 기판(11)과 광디바이스층(12)의 결합 기능이 완전히 상실되었지만, 외주 잉여 영역(120B)에 대응하는 버퍼층(13)에 의한 에피택시 기판(11)과 광디바이스층(12)의 결합 기능의 일부가 유지된 상태이다. 따라서, 상기 제1 레이저 광선 조사 공정 및 제2 레이저 광선 조사 공정을 실시한 후에, 이설 기판(15)에 접합된 광디바이스 웨이퍼(10)의 에피택시 기판(11)을 박리하여 광디바이스층(12)을 이설 기판(15)으로 이설하기 위해, 이설 기판(15)에 접합된 광디바이스 웨이퍼(10)를 레이저 가공 장치(1)로부터 이체 장치에 반송할 때, 이설 기판(15)으로부터 에피택시 기판(11)이 탈락하여 에피택시 기판(11) 또는 광디바이스층(12)이 적층된 이설 기판(15)이 파손된다고 하는 문제가 해소된다.
1 : 레이저 가공 장치 3 : 척 테이블 기구
36 : 척 테이블 37 : 가공 이송 수단
38 : 제1 인덱싱 이송 수단 4 : 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구
43 : 제2 인덱싱 이송 수단 5 : 레이저 광선 조사 유닛
53 : 집광점 위치 조정 수단 6 : 레이저 광선 조사 수단
62 : 펄스 레이저 광선 발진 수단 63 : 출력 조정 수단
64 : 집광기 9 : 이체 장치
91 : 제1 유지 수단 92 : 제2 유지 수단
10 : 광디바이스 웨이퍼 11 : 에피택시 기판
12 : 광디바이스층 13 : 버퍼층
15 : 이설 기판 F : 링형의 프레임
T : 다이싱 테이프
36 : 척 테이블 37 : 가공 이송 수단
38 : 제1 인덱싱 이송 수단 4 : 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구
43 : 제2 인덱싱 이송 수단 5 : 레이저 광선 조사 유닛
53 : 집광점 위치 조정 수단 6 : 레이저 광선 조사 수단
62 : 펄스 레이저 광선 발진 수단 63 : 출력 조정 수단
64 : 집광기 9 : 이체 장치
91 : 제1 유지 수단 92 : 제2 유지 수단
10 : 광디바이스 웨이퍼 11 : 에피택시 기판
12 : 광디바이스층 13 : 버퍼층
15 : 이설 기판 F : 링형의 프레임
T : 다이싱 테이프
Claims (4)
- 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 광디바이스층이 적층되고, 복수의 광디바이스가 형성된 광디바이스 영역과 상기 광디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 표면에 갖는 광디바이스 웨이퍼의 상기 광디바이스층을 접합 금속층을 개재하여 이설(移設) 기판에 접합한 광디바이스 웨이퍼의 버퍼층을 파괴하는 가공 방법으로서,
광디바이스 웨이퍼에 접합된 이설 기판측을 레이저 가공 장치의 척 테이블 상에 유지하는 웨이퍼 유지 공정과,
에피택시 기판측으로부터 버퍼층에 에피택시 기판에 대해서는 투과성을 가지며 버퍼층에 대해서는 흡수성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하여, 버퍼층을 파괴하는 버퍼층 파괴 공정
을 포함하고,
상기 버퍼층 파괴 공정은, 광디바이스 영역에 대응하는 버퍼층을 완전히 파괴하는 제1 레이저 광선 조사 공정과, 외주 잉여 영역에 대응하는 버퍼층을 불완전하게 파괴하는 제2 레이저 광선 조사 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법. - 제1항에 있어서, 상기 제1 레이저 광선 조사 공정에서 조사하는 펄스 레이저 광선은 에너지 밀도가 0.25 J/㎠∼1.0 J/㎠로 설정되고, 상기 제2 레이저 광선 조사 공정에서 조사하는 펄스 레이저 광선은 에너지 밀도가 0.1 J/㎠∼0.15 J/㎠로 설정되어 있는 것인 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 레이저 광선 조사 공정에서 외주 잉여 영역에 대응하는 버퍼층에 조사하는 펄스 레이저 광선의 단위면적당 샷수는, 상기 제1 레이저 광선 조사 공정에서 광디바이스 영역에 대응하는 버퍼층에 조사하는 펄스 레이저 광선의 단위면적당 샷수보다 적게 설정되어 있는 것인 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법.
- 제1항에 있어서, 외주 잉여 영역에 대응하는 버퍼층을 불완전하게 파괴하는 제2 레이저 광선 조사 공정은, 광디바이스 영역에 대응하는 버퍼층을 완전히 파괴하는 제1 레이저 광선 조사 공정에서 조사되는 펄스 레이저 광선으로부터 전파되는 에너지에 의해 동시에 수행되는 것인 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법.
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